(57)【要約】  特段なる指向性を有さないアンテナにも適用でき、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行えるダイバーシチ受信装置を提供する。ダイバーシチ受信装置は、複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備える。アンテナ入替え制御部は、各系統の復調部の復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、アンテナ切り替え部を制御して、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎうる他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、復調部のレベル検出部が測定した入力レベルをそれぞれ比較し、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える。
2011105075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、
前記アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数の受信信号を各々入力する前記所定の系統数のチューナ部および復調部と、
前記所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、
前記アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備え、
各前記復調部は、復調過程にて前記受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、前記受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、
各前記チューナ部は、前記受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、
前記アンテナ入替え制御部は、
各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、
当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、前記レベル検出部が測定した前記入力レベルをそれぞれ比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える、ダイバーシチ受信装置。
【請求項２】
前記アンテナ入替え制御部は、前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替えることを特徴とする、請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項３】
前記ダイバーシチ受信装置は、前記アンテナを入替える際の判断に用いる補正値テーブルを保持する補正値更新保持部さらにを備え、
前記アンテナ入替え制御部は、
前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、
当該繋ぎ替えた系統の前記レベル検出部が測定した前記入力レベルをそれぞれ比較し、前記補正値更新保持部が保持する前記補正値テーブルを参照して、前記入力レベルが最良の系統のアンテナを判断し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記入力レベルが最良の系統のアンテナに入替えることを特徴とする、請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項４】
前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前の前記復調部の信号対雑音比と、前記アンテナ入替え前後での前記復調部の入力レベル比と、前記アンテナ入替え後の前記復調部の信号対雑音比とに基づいて補正値を計算し、所定の更新方法で以って、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項５】
前記所定の短区間は、前記ダイバーシチ受信装置の移動速度に反比例し、前記ダイバーシチ受信装置の移動距離に対応することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項６】
前記所定の短区間は、一定の時間間隔であることを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項７】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の所定回数の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項８】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の計算結果を元に現在に近い結果に重みを付けて平均し、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項９】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する直前の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１０】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１１】
前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルの記憶容量を削減することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１２】
前記補正値更新保持部は、前記補正値テーブルの補正値の初期値として１を用いることを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１３】
前記補正値更新保持部は、最後の更新から所定の時間経過した補正値を初期値に戻すことを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１４】
前記ダイバーシチ合成部は、主ダイバーシチ合成部と副ダイバーシチ合成部とを有し、
前記主ダイバーシチ合成部か前記副ダイバーシチ合成部のどちらに系統を加えるかを選択する主副系統選択部と、
各系統の前記チューナ部の受信チャネルを制御するチャネル制御部とをさらに備え、
前記アンテナ入替え制御部は、前記副ダイバーシチ合成部に系統を加える時は、各系統の復調部の信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統に対して、前記主副系統選択部を操作して、前記副ダイバーシチ合成部に加えるとともに、前記チャネル制御部によって所定の受信チャネルに変更することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで受信するダイバーシチ受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルテレビ（ＤＴＶ）放送波の車載受信あるいは室内受信においては、構造物等周辺の物体での回折、散乱、反射によって構成されるマルチパス伝搬によって、受信信号は著しい波形歪を伴うとともに局所的に著しい信号強度の低下（フェージング）を生じて、安定した受信を行うことは難しい。このような環境での受信においては、複数の受信アンテナを用いたダイバーシチ受信が効果的であり実用化されている。ダイバーシチ合成の手法としては、各アンテナでの各々受信信号の位相を合わせ、同時に各受信信号の信号対雑音比（ＣＮＲ）で重み付けを行って合成する最大比合成を行うことが一般的である。最大比合成によって、合成後の信号のＣＮＲは積極的に改善される。特に、直交多重方式（ＯＦＤＭ）を採るＤＴＶ方式では、サブキャリア毎に最大比合成を行うことで、周波数ダイバーシチの効果も得られ、大きな改善効果が得られる。受信品質の改善および受信可能エリアの拡張は、ダイバーシチ枝数に応じて改善される。【０００３】
一方、受信品質の改善あるいは受信可能エリアの拡張には、指向性を有するアンテナを用いる考えもある。指向性アンテナの使用は、受信到来方向が制限されることで、マルチパス受信状況を改善し、フェージングを減じる効果も期待できる。また、高速移動時のドップラー広がりが抑えられ、キャリア間干渉で弱点を有するＯＦＤＭ方式では、ダイバーシチ受信と指向性アンテナとを組み合わせることが好ましい。しかしながら、固定受信の場合とは異なり、受信波の到来方向は様々となるので、一般には、相異なる方向に指向性を有する多数のアンテナを用意する必要があり、それら多数のアンテナを切り替え選択して使用する、あるいは、上述のようなダイバーシチ受信と組み合わせて合成して受信する必要がある。【０００４】
図９は、第１従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図９に示した第１従来例のダイバーシチ受信装置では、ＤＴＶ放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて、受信品質を改善する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
図９において、第１従来例のダイバーシチ受信装置のは、前方ビームアンテナ５１０１、５２０１と、後方ビームアンテナ５１０２、５２０２と、アンテナ切り替え器５１１１と、チューナ部５１７１、５２７１と、利得制御部５１３５、５２３５と、ＯＦＤＭ復調部５１４５、５２４５と、レベル検出部５１４２、５２４２と、ダイバーシチ合成部５３０３と、誤り訂正部５３０４と、アンテナ制御部５３０１とで構成される。【０００６】
アンテナ切り替え器５１１１は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ５１０１あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ５１０２のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ５２０１あるいは後方ビームアンテナ５２０２のどちらか一方を選択する。選択されたビームアンテナからの受信信号は、各々チューナ部５１７１および５２７１を経て、ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５で復調された後、ダイバーシチ合成部５３０３で合成され、誤り訂正部５３０４で誤り訂正がなされて、トランスポートストリーム（ＴＳ）として出力される。【０００７】
ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５において、レベル検出部５１４２および５２４２の各出力は、利得制御部５１３５および５２３５を介して、チューナ部５１７１および５２７１の利得を制御し、ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５の入力レベルを適切に保つとともに、受信電力情報として、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。加えて、誤り訂正部５３０４での誤り率情報もアンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。【０００８】
図１０は、従来の第１構成例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の手順を示すフローチャートである。前方あるいは後方の指向特性のアンテナを選択する際に、第１従来例のダイバーシチ受信装置は、チューナ部５１７１あるいは５２７１や、ＯＦＤＭ復調部５１４５あるいは５２４５等が共用される。また、利得制御部５２３５の応答時間等の制約も相まって、数百ミリ秒程度の時間をかけて平均受信レベルを検出する必要があり、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができない。【０００９】
そこで、まず、アンテナ制御部５３０１は、受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら（すなわち、切り替え開始条件を満たすと）、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ６００１）。具体的には、ステップＳ６００１において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１あるいは５２０１の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ６００２）。その後、アンテナ制御部５３０１は、アンテナ切り替え器５１１１を切り替えて、後方ビームアンテナ５１０２あるいは５２０２の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ６００３）。そして、アンテナ制御部５３０１は、両平均受信レベルを比較し（ステップＳ６００４）、より高い方のアンテナに切り替えて数秒から数十秒保持して（ステップＳ６００５）、切り替え開始条件の判定に戻る（ステップＳ６００１）。【００１０】
かかる構成および手順により、第１従来例のダイバーシチ受信装置では、切り替え選択と合成とを組み合わせることで、コスト高となる後段のチューナ部やＯＦＤＭ復調部の系統数の増加を抑えながら、アンテナに指向性を持たせ、かつ、アンテナ数を増やして性能向上を図る提案がなされている。【００１１】
例えば、第１従来例のダイバーシチ受信装置において、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順が提案されている。図１１は、第１従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順を示すフローチャートである。【００１２】
図１０の手順と同様に、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができないので、アンテナ制御部５３０１は、まず受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら（すなわち、切り替え開始条件を満たすと）、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ７００１）。具体的には、ステップＳ７００１において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１のどちらか一方）の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ７００２）。その後、アンテナ制御部５３０１は、アンテナ切り替え器５１１１を切り替えて、後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２のどちらか一方）の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ７００３）。そして、アンテナ制御部５３０１は、両平均受信レベルを比較し、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１）と後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２）の内、より平均受信レベルが高い方のアンテナに切り替え（ステップＳ７００４）、一定時間待つ（ステップＳ７００５）。【００１３】
図１１に示す制御手順において、図１０の手順と異なるのは、別系統のアンテナの切り替え選択に関して、平均受信レベルを実測することなく、切り替え選択することである。つまり、ステップＳ７００４において、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１）を選択した場合は別系統においても前方ビームアンテナ５２０１（あるいは５１０１）を、後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２）を選択した場合は別系統においても後方ビームアンテナ５２０２（あるいは５１０２）を切り替え選択し（ステップＳ７００６）、一定時間経てから（ステップＳ７００７）、切り替え開始条件の判定に戻る（ステップＳ７００１）。【００１４】
また、図１１に示す制御手順では、別系統での平均受信レベル検出を省いて、切り替えおよび平均受信レベル測定中の受信劣化を軽減させる考えも開示されている。図１２は、第２従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示した第２従来例のダイバーシチ受信装置は、第１従来例と同様に、ＤＴＶ放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて受信品質を改善する方法が提案されているが、さらに、第２従来例では、単純にアンテナを切り替えるだけでなく、予め複数のアンテナからの信号を足して１つのダイバーシチ枝とする考えも開示されている。また、切り替え開始条件として、受信レベルやＣＮＲを用いることや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている（例えば、特許文献２参照）。【００１５】
図１２において、第２従来例のダイバーシチ受信装置は、前方ビームアンテナ８１０１、８２０１と、後方ビームアンテナ８１０２、８２０２と、アンテナ切り替え器８１１１と、チューナ部８１７１、８２７１と、ＯＦＤＭ復調部８１４５、８２４５と、ダイバーシチ合成部８３０３と、誤り訂正部８３０４と、ＴＳデコード回路８３１１と、アンテナ制御部８３０１と、ステアリング角センサ８３１２と、ジャイロセンサ８３１３とで構成される。【００１６】
アンテナ切り替え器８１１１は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ８１０１あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ８１０２のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ８２０１あるいは後方ビームアンテナ８２０２のどちらか一方を選択するだけでなく、前方ビームアンテナ８１０１と後方ビームアンテナ８１０２とを、あるいは前方ビームアンテナ８２０１と後方ビームアンテナ８２０２とを足して出力することもできる所が第１の従来例と異なっている。そして、各系統での受信信号は、各々チューナ部８１７１および８２７１を経て、ＯＦＤＭ復調部８１４５および８２４５で復調された後、ダイバーシチ合成部８３０３で合成され、誤り訂正部８３０４で誤り訂正がなされ、ＴＳデコード回路８３１１で画像および音声の情報が取り出される。アンテナ制御部８３０１は、アンテナ切り替え選択の判断情報に、第１従来例と同様に、受信電力情報と誤り情報に加え、ＣＮＲおよび伝送路推定値を用いる。【００１７】
図１３は、第２従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部８３０１のアンテナ切り替え選択の制御手順を示すフローチャートである。第１従来例と同様に、指向性アンテナの切り替え選択において、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができず、本従来例においても、受信状況が悪くなったと判断してからアンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ９００１）。すなわち、切り替え開始条件を設定する考え方は共通している。ただし、切り替え開始条件には、すべてのダイバーシチ枝の受信電力やＣＮＲが所定の閾値を下回ることを以って判断することや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている（ステップＳ９００２）。【００１８】
切り替え開始条件を満たした後のアンテナ切り替え選択に関して、さらにステップＳ９００２において、受信電力が閾値を下回った場合、前方ビームアンテナ８１０１と後方ビームアンテナ８１０２とを、あるいは、前方ビームアンテナ８２０１と後方ビームアンテナ８２０２とを足して出力しダイバーシチ枝として用いる（ステップＳ９００３）。ステップＳ９００２において、受信電力が閾値を下回らない場合は、第１従来例と同様に、アンテナ切り替え器８１１１を切り替えて、ＣＮＲあるいは伝送路推定値を検出し、ＣＮＲの高い方、あるいは、伝送路推定値の変動の少ない方を以って、受信品質が良い方のアンテナを判断し切り替え選択を行う（ステップＳ９００４）考えも開示されている。【００１９】
また、受信レベルを用いるものの、受信レベルではＣＮＲと異なり、チューナ部等の利得のばらつきやマルチパスやドップラー環境では正確な判断ができないので、予め受信レベルとＣＮＲとの関係を測定評価しテーブルの形で持ち換算する考えも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００７−２７４７２６号公報
【特許文献２】特開２００６−０３３０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記従来のダイバーシチ受信装置における構成および制御手順では、有意な時間をかけて、アンテナを切り替え、受信状況を平均受信レベルやＣＮＲや伝送路推定値等で評価するために、むやみにアンテナ切り替え選択を行うことができず、開始条件の設定や待ち時間の挿入等、頻繁な切り替え選択での劣化を避ける手順を採る必要があった。このため、従来のダイバーシチ受信装置では、本来全てのアンテナをダイバーシチ合成した場合に比して、アンテナ数の増大の割にはあまり受信品質の改善効果が得られないという課題があった。特に、車載受信の用途においては、フロントガラス等に貼付するフィルムアンテナの場合、平面構造での制約と車両ボディー等の影響から、複雑な指向性パタンになる場合が多く、到来方向と走行方向との関係の変化に対し、きちんとした指向性を有するアンテナに比して、各アンテナでの受信状況の変化が激しく、頻繁な切り替え選択を行わないと、大きな受信品質の改善が得られないという問題があった。【００２２】
また、フィルムアンテナの場合、前置される低雑音増幅器は、フィルムアンテナと同様にフロントガラス等に貼付され、温度での利得変化に加え、同軸ケーブルで別筐体となる本体受信装置に任意の組み合わせで接続されるので、利得のばらつきを予め評価規定して本体受信装置に換算テーブルを持たせるのは実際上困難となる。加えて、室内受信ではパソコン等の近傍電子機器からの外来雑音、車載受信では、車両搭載の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波や都市部での環境雑音として外来雑音の影響が大きく、外来雑音環境にも適応して、真に良好な受信状況改善を行えるように、頻繁といえども、同時に的確に切り替え選択ができることは大きな課題となる。【００２３】
それ故に、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特段なる指向性を有さないアンテナにも適用でき、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行えることを目的とする。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記従来の課題を解決するために、本発明のダイバーシチ受信装置は、デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数の受信信号を各々入力する所定の系統数のチューナ部および復調部と、所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備える。各復調部は、復調過程にて受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、各チューナ部は、受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、アンテナ入替え制御部は、各系統の復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、アンテナ切り替え部を制御して、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、レベル検出部が測定した入力レベルをそれぞれ比較し、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える。【００２５】
本構成によって、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに短時間で切り替えることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のダイバーシチ受信装置によれば、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行える。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順の原理を説明する単純化した高周波系の構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値テーブルの図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１における雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性の模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図１０】図１０は、第１従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図１３】図１３は、第２従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための各形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。図１において、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４と、アンテナモジュール１１１１、１２１１と、低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４と、アンテナ切り替え器１１１２、１２１２と、アンテナ制御部１１１３、１２１３と、チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２と、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１と、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２と、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４と、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３と、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５と、 復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５と、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１と、レベル検出部１１４２、１１６２、１２４２、１２６２と、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４と、切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、１２６３と、補正値更新保持部１３０１と、アンテナ入替え制御部１３０２と、ダイバーシチ合成部１３０３と、誤り訂正部１３０４と、バックエンド部１３０９とで構成されている。
【００３０】
アンテナ１１０１〜１１０４および１２０１〜１２０４で受信したＤＴＶ放送波受信信号は、それぞれアンテナモジュール１１１１、１２１１内にて、低雑音増幅器１１２１〜１１２４および１２２１〜１２２４で増幅された後、アンテナ切り替え器１１１２および１２１２で、各々４つのアンテナから２つが選ばれ、後段のチューナ部１１７１、１１７２、および、１２７１、１２７２に入力される。
【００３１】
チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２において、各々受信信号は、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１で増幅された後、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４の局部発振信号で、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２により周波数変換および選局され、中間周波数信号となる。各々中間周波信号は、さらに、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３で増幅され、復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５に入力される。
【００３２】
復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５において、各々中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１でデジタル信号に変換された後、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４に入力され、ＯＦＤＭ復調がなされる。一方、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１の出力は、各々、レベル検出器１１４２、１１６２、１２４２、１２６２で、信号レベルが検出され、入力レベルが適切になるように、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５を介して、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１、および、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３の利得を調整する。
【００３３】
各復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４の出力は、ダイバーシチ合成部１３０３にて、位相が合わせられ、ＣＮＲで重み付けを行う最大比合成が行われる。その後、なお、ＯＦＤＭ方式の場合は、好ましくは、この位相を合わせてＣＮＲで重み付けを行う操作は、サブキャリア毎に行うことが好ましい。誤り訂正部１３０４にて、誤り訂正等を行い、バックエンド部１３０９にトランスポートストリーム（ＴＳ）を出力する。一方、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４は、復調過程において、各々の系統での受信信号の観測されたＣＮＲを出力し、補正値更新保持部１３０１、および、アンテナ入替え制御部１３０２に入力する。補正値更新保持部１３０１には、さらに、アンテナ入替え制御部１３０２を介して、アンテナ切り替え前後のレベル差の情報も入力されており、後述の所定のアルゴリズムでアンテナ選択時の適正な補正値を随時算出更新する。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。なお、アンテナ切り替え選択手順に関しては、さらに、図２のフローチャートも用いて、図１に示した対応する構成と動作手順を併せて説明する。
【００３５】
まずは、アンテナ入替え制御部１３０２が最低のＣＮＲとなっている系統を１つ見出し決定し、その系統の切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、あるいは１２６３に指示を出す所から始まる。アンテナ入替え制御部１３０２は、所定の短区間、各系統のＣＮＲを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間ＣＮＲを計算する（ステップＳ２００１）。所定の短区間とは、車載での受信の場合、干渉性の早いフェージング変化の影響を除くのに適当な期間、すなわち、波長に対しで数十倍程度の期間が好ましい。そのため、所定の短区間を時間間隔で表した場合は、移動速度を検出する手段を用いて、移動速度に反比例するように可変することが望ましいが、室内受信の場合を含め、予め算出した固定（一定）の時間間隔にしても良い。あるいは、車載での受信で固定の時間間隔にする場合は、高速走行時の激しい変動を鑑みて、明示的な中央値あるいは平均値処理を行わず、ＣＮＲ観測上の時間間隔で以って代用しても良い（ステップＳ２００１）。また、所定の短期間をダイバーシチ受信装置の移動距離に対応するようにしてもよい。そして、アンテナ入替え制御部１３０２は、最低の短区間ＣＮＲとなっている切り替え対象となる系統を選定決定する（ステップＳ２００２）。
【００３６】
図２では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図１の一番上の系統が切り替え対象系統となった場合を一例として動作を説明する。
【００３７】
この場合、切替＆比較部１１４３は、まず、レベル検出部１１４２の出力から現選択中アンテナにおけるＡ／Ｄ変換器１１４１の出力レベルを検出し記憶する（ステップＳ２００３）。なお、通常受信中は利得制御部１１３５を介したフィードバック制御により、一定のレベルになるように制御されているので、制御目標値をデフォルトとして、切り替え前のレベル測定および記憶は省略することも可能である。
【００３８】
しかる後、切替＆比較部１１４３は、復調回路１１４４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す（ステップＳ２００４）とともに、利得制御部１１３５の利得制御ホールド信号を送出し、利得制御部１１３５を一旦停止した後（ステップＳ２００５）、アンテナ制御部１１１３へアンテナ切替信号を送出する（ステップＳ２００６）。そして、アンテナ制御部１１１３は、現在使われていないアンテナにアンテナ切り替え器１１１２の接点を繋ぎ変える（ステップＳ２００７）。その後、切替＆比較部１１４３は、再度、レベル検出部１１４２の出力から切り替え後のアンテナにおけるＡ／Ｄ変換器１１４１の出力でのレベルを検出し、差分を記憶する（ステップＳ２００８）。
【００３９】
図１の例では、４本から２本のアンテナを選んでいるので、切替＆比較部１１４３は、選択可能な別の候補アンテナがあるかどうかを判断する（ステップＳ２００９）。ステップＳ２００９において、選択可能な別の候補アンテナがある場合、ステップＳ２００６からＳ２００８までの操作を繰り返し、各アンテナでのレベルを検出し、差分を記憶する。
【００４０】
ステップＳ２００９において、選択可能な別の候補アンテナがない場合、切替＆比較部１１４３は、現アンテナおよび切り替え選択候補のアンテナにおける各レベル差分から、補正値更新保持部１３０１の当該アンテナに対応する補正値も勘案して、最良のアンテナを決定し（ステップＳ２０１０）、アンテナ制御部１１１３を介して、アンテナ切り替え器１１１２の接点を繋ぎ変える（ステップＳ２０１１）。また、利得制御部１１３５の利得制御を再開し（ステップＳ２０１２）、復調回路１１４４の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部１３０３へ繋ぎ直しを行う（ステップＳ２０１３）。以上のように、最低ＣＮＲの系統１つずつ、その系統に繋がるアンテナをより良い方に、影響が無いように、速やかに検出判断し入替える操作を繰り返す（ステップＳ２０１４）。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートであり、図４は、その計算の原理を説明するために単純化した高周波系の構成図であり、図５は補正値テーブルの一例である。
【００４２】
図４において、高周波系は、アンテナ１４０１、１４０２と、低雑音増幅器１４２１、１４２２と、アンテナ切り替え器１４１２と、可変利得増幅部１４３３とで構成されている。ここでは、単純化して、この２つのアンテナ１４０１、１４０２をアンテナ切り替え器１４１２で切り替え選択する場合を考える。なお、可変利得増幅部１４３３を用いて、図１の高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１、および、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２、および、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３の系をまとめて表している。
【００４３】
ここで、図４のように、ｎ回目（ｎは自然数）のアンテナ切り替えにおいて、アンテナ１４０１からアンテナ１４０２に切り替えたとして、この切り替え前後において、アンテナ１４０１からの信号電力をＣｉ１，ｎ、外来雑音電力をＮｉ１，ｎとし、アンテナ１４０２からの信号電力をＣｉ２，ｎ、外来雑音電力をＮｉ２，ｎとし、低雑音増幅器１４２１の利得をＧＬ１、内部で発生する雑音をＮＬ１とし、低雑音増幅器１４２２の利得をＧＬ２、内部で発生する雑音をＮＬ２とし、可変利得増幅部１４３３の利得をＧＲ，ｎ、内部で発生する雑音をＮＲ，ｎとするなら、可変利得増幅部１４３３の出力での各アンテナを選んだ時の信号電力Ｃｏ１，ｎ、Ｃｏ２，ｎと、雑音電力Ｎｏ１，ｎ、Ｎｏ２，ｎは、数１および数２で表される。
【００４４】
【数１】
2011105075.tif 000003
【００４５】
【数２】
2011105075.tif 000004
【００４６】
ここで、利得ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＲ,ｎが十分大きく、外来雑音Ｎｉ１，ｎ、Ｎｉ２，ｎが相対的に大きい場合、数２は、数３と近似できる。
【００４７】
【数３】
2011105075.tif 000005
【００４８】
ところで、切り替え選択の前後では、各アンテナでのＣＮ比γ１，ｎ、γ２，ｎと、信号レベル差Γ１２，ｎとが検出記憶されるが、それらは数４で表されるので、数３を併せ用いると、数５で示される関係が成立することが分かる。
【００４９】
【数４】
2011105075.tif 000006
【００５０】
【数５】
2011105075.tif 000007
【００５１】
低雑音増幅器の利得ＧＬ１、ＧＬ２は、温度等でのドリフトや個体差でのばらつきが主であり、車載の場合の走行に伴うフェージングに比べても、急に変化するものではない。
【００５２】
また、外来雑音Ｎｉ１，ｎ、Ｎｉ２，ｎは、車載受信での状況では、近傍の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波の飛び込みや都市部での環境雑音としてレベルが盛り上がることがあるものの、走行に伴うフェージングほどには急に変化はしない。また、室内受信においては、半固定での使用になるので、同様に急な変化は起こらない。つまり、数５の右辺の係数をｋ１２，ｎとすると、ｋ１２，ｎは数６で表される。
【００５３】
【数６】
2011105075.tif 000008
【００５４】
これは、走行に伴うフェージングほどには急に変化しないもので、実測される値γ１，ｎ、γ２，ｎ、Γ１２，ｎから計算されるもので、この過去の観測計算結果から、例えば、過去に遡るｍ＋１回から（ｍは自然数）、数７として表される。
【００５５】
【数７】
2011105075.tif 000009
【００５６】
また、ｎ＋１の次の機会には、信号レベル差Γ１２，ｎ＋１を観測した時点で、数７の左辺を補正値として、切り替えた時のＣＮ比の改善比を数８として推定することができる。
【００５７】
【数８】
2011105075.tif 000010
【００５８】
なお、数７は、対数（デシベル）として計算するものであって、右辺の平均は真値でなく、デシベル値に対する平均であってもよい。また、好ましくは、いわゆる忘却係数等、過去に遡るほど重みを下げる係数を掛けて算出するものであってもよい。あるいは、ｍ＝０として、前回の結果のみをそのまま使うものであっても良い。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の更新が未だ行われていない場合、初期値として１を用いるのが好ましい。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の最後の更新から所定の時間を経ている場合、初期値の１に戻し、これを用いて切り替え選択を行った後、次回に備えて補正値の更新を行うものであっても良い。
【００５９】
ところで、同組のアンテナを逆方向に切り替えた時の係数は、互いに逆数、つまり、数９の関係があるので、補正値である数７の左辺の算出において、この逆数関係での観測値も用いて算出することにより、更新頻度を上げることができ、より緻密な更新を行うことができる。また、数１０でもあるので、この性質を用いて、補正値の記憶エリアを半分に縮小しても良い。これによって、補正値テーブルの記憶容量を削減することができる。
【００６０】
【数９】
2011105075.tif 000011
【００６１】
【数１０】
2011105075.tif 000012
図３は、以上に述べた補正値の算出更新の手順の一例を示すフローチャートである。図２のステップＳ２０１３でのアンテナの切り替え選択の一連の手順が終わった直後、補正値更新保持部１３０１は、まず、新しく切り替え選択したアンテナについて、その系統の復調回路のＣＮＲを観測することでγ２，ｎを得る（ステップＳ３００１）。その後、補正値更新保持部１３０１は、切り替え前のアンテナでの直前のＣＮＲ測定値γ１，ｎと、レベル差Γ１２，ｎとをアンテナ入替え制御部１３０２から得る（ステップＳ３００２）。この３つの値から、上述のように、補正値である数７の左辺を算出更新し（ステップＳ３００３）、図２のメインのフローに戻る。
【００６２】
図５は、補正値テーブルの一例を示したものである。テーブルのパラメタは、切り替え前後のアンテナに加え、受信チャネルによって、低雑音増幅器の利得ＧＬ１、ＧＬ２および外来雑音電力Ｎｉ１，ｎ、Ｎｉ２，ｎには差が生じ、受信チャネルが加わるので、このような３次元のテーブルとなる。なお、補正値の更新には、数９の関係を利用したり、数１０の関係を利用したりするので、テーブルとしては、右上の（あるいは左下）部分だけでも良い。図３の手順で、図５のテーブルを計算更新するとともに、図２のステップＳ２０１０で、対応する補正値を読み出し、補正を加えて、レベル差からＣＮＲでの改善量を推定し、最良のアンテナを判定決定する。
【００６３】
アンテナモジュール１１１１および１２１１は、通常、アンテナ１１０１〜１１０４およびアンテナ１２０１〜１２０４の近く、例えばフロントガラス等に貼付され、別設置されるもので、ダッシュボード内あるいは座席下等に置かれる本体筐体内のチューナ部１１７１、１１７２、１２７１，１２７２まで同軸ケーブルで接続される。低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４の利得のばらつきを予め測定し、接続関係、本体筐体との組み合わせをすべて規定して補正を加えることは実際上困難で、上述のように、適応自動的に補正されることは有用である。さらには、特定の方向から雑音干渉波が到来している場合も、適応追従して、雑音干渉方向に利得のあるアンテナが選ばれにくくなる方向に補正値が働くので、雑音干渉を回避する効果も得られる。
【００６４】
図６は、雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性との関係を示す模式図である。８つの異なる指向特性を有するアンテナから、到来波を受けやすく、かつ、雑音干渉波を受けにくいアンテナ４つが結果的に選ばれダイバーシチ合成されるので、到来波方向に偏り、雑音干渉波方向を避ける合成指向特性が得られることになる。
【００６５】
以上、図１〜図６を用いて説明したように、かかる構成と手順によれば、ＣＮＲ最低の系統１つずつに対し、他の候補アンテナのレベル差をすばやく切り替え観測し、手順に組み込まれ適応的に計算更新される補正値を併せ用いて的確に良いアンテナを選び入替えることを繰り返すことで、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行うことができる。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良い受信を行うことができる。
【００６６】
なお、アンテナ１１０１〜１１０４、アンテナ１２０１〜１２０４は、図１の例では、車載受信のフィルムアンテナで、フロントガラスの左右に、２群に分けて粘付するような想定を例として示しているが、これらを合わせて１群とし、アンテナモジュール１１１１および１２１１も一体のものであり、アンテナ切り替え器１１１２および１２１２は、８つのアンテナから４つを切り替え選択するものであってもよい。
【００６７】
もちろん、８あるいは４の数はこれに限らず、例えば、６つのアンテナから４つを切り替え選択するもの、８つのアンテナから３つを切り替え選択するもの等々他の組み合わせであっても良い。
【００６８】
また、各アンテナは明確な指向特性を有するものである必要は必ずしも無い。好ましくは、各アンテナの指向性パタンが異なっておればよく、例えば、車載受信でのフィルムアンテナの場合、各アンテナは同一のものであっても、貼る向き、あるいは、貼る位置によって車両ボディーとの関係で指向特性が様々になるので、この条件は満たされる。
【００６９】
なお、指向性の弱いアンテナと指向性の強いアンテナとを混用することも可能である。例えば、車載受信においては、道路に沿った伝搬が顕著な場合が多く、前後方向に指向性を有するアンテナと、指向性の弱いアンテナとの組み合わせであっても良い。
【００７０】
また、室内受信では、天井や壁での反射散乱により様々な方向からの到来波をカバーすることができる指向性が弱い全方位型アンテナと、窓等の開口部から入射到来する波に対応し、指向性を比較的有するアンテナとの組み合わせであっても良い。
【００７１】
なお、全体の繰り返し周期は、固定であっても良いし、ステップＳ２００１の短区間に、所要の処理時間等が加わるものであっても良いし、ステップＳ２００１の短区間が移動速度に反比例して可変する場合は、これに依って変わるものであっても良い。また、さらには、上記最低ＣＮＲの値に応じて、変わるものであっても良い。また、補正値更新保持部１３０１の補正値の計算更新は、この所要の処理時間で行うのが良い。また、復調回路１１４４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作は、例えば、同期等の復帰に時間が掛かるものは操作前に自走状態のタイミングを維持して、その後、系統のＣＮＲを低いものとして、ダイバーシチ合成部１３０３での合成重み付けを減じてから、切り離しを行う等の操作を行うことが好ましい。また、ステップＳ２００２において、利得制御部１１３５の利得制御を再開する際に、予めレベル差が分かっているので、このレベル差の分だけオフセットさせて再開させることにより、その後の受信をより早く復帰させることができるので好ましい。
【００７２】
なお、利得制御の一旦停止（ステップＳ２００５）および再開（ステップＳ２０１２）は、制御時定数が十分に大きい場合、両ステップの間での利得制御量の変化がほぼ無視できるので、省略しても良い。また、ダイバーシチ合成からの枝切離し動作（ステップＳ２００４）および枝再接続動作（ステップＳ２０１３）も、省略することもできる。これは、アンテナ切り替えでの雑音で当該系統のＣＮＲ観測値が瞬時にうまく対応し減少する限りは、ダイバーシチ合成部１３０３での最大比合成によって、等価的に、枝切り離し、あるいは、枝再接続の動作が行われることになること、また、多少の誤り発生に対しては、誤り訂正部１３０４で訂正されるからである。
【００７３】
なお、利得のばらつきが少なく、かつ、外来雑音の影響が少ない環境での適用においては、補正値更新保持部１３０１およびステップＳ２０１４の補正値計算更新を省略し、ステップＳ２０１０において、補正値を用いず、各レベル差分のみで決定することで、性能よりコスト重視で省略実装することもできる。また、この場合、アンテナを切り替えてのレベル比較を行うにおいて、利得制御を一旦停止して行うのではなくて、切り替えた前後での利得制御方向を観察することで、レベル差分を判定するものであっても良い。例えば、アンテナを切り替え後、利得を押さえ込む方向に制御されているのであれば、新しいアンテナの方がレベルが高いと判定し、このアンテナに差し替える。
【００７４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２のダイバーシチ受信装置の構成図である。図７において、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４と、アンテナモジュール１１１１、１２１１と、低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４と、アンテナ切り替え器１１１２、１２１２と、アンテナ制御部１１１３、１２１３と、チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２と、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１と、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２と、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４と、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３と、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５と、復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５と、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１と、レベル検出部１１４２、１１６２、１２４２、１２６２と、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４と、切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、１２６３と、補正値更新保持部１３０１と、ダイバーシチ合成部１３０３、１３０５と、誤り訂正部１３０４、１３０６と、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７と、チャネル制御部１３０８と、バックエンド部１３０９と、主副系統選択器１３１０とで構成されている。
【００７５】
本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置が、実施の形態１（図１）と異なっているのは、主副系統選択器１３１０が追加され、これに伴い以降、ダイバーシチ合成部は１３０３と１３０５、誤り訂正部は１３０４と１３０６の２系統準備され、併せて、アンテナ入替え制御部１３０２の代わりに、主副系統選択器１３１０も制御するアンテナ主副系統入替え制御部１３０７を配置し、連動して局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４を制御するチャネル制御部１３０８を加えたことである。その他の構成は、実施の形態１（図１）の説明と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
ＤＴＶ放送波の車載等の移動受信（室内受信用のものを車載搭載時含め）においては、受信エリア端で同系列の放送へスムースかつ速やかに切り替わることが望ましく、このためには、一時的に、２チャネルの信号を同時に受信することが望ましい。実施の形態２は、そのような２チャネル同時受信が可能な構成での適用例になる。
【００７７】
図７において、チャネル制御部１３０８は、バックエンド部１３０９からの制御指示によって、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４を制御し、２チャネル受信のために、任意の系統を２つの周波数に振り分け設定制御する。この設定に合わせて、主副系統選択器１３１０は、対応する系統を振り分け、切り替え選択して、中間周波数信号をダイバーシチ合成部１３０３および１３０５に入力しダイバーシチ合成し、誤り訂正部１３０４および１３０６にて誤り制御等の処理を経て、バックエンド部１３０９に２系統のＴＳを出力する。
【００７８】
図８は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。実施の形態１の場合と同様に、まずは、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、所定の短区間、各系統のＣＮＲを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間ＣＮＲを計算する（ステップＳ２００１）。そして、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、バックエンド部１３０９から副系統分離の指示があったかどうかを判断する（ステップＳ４００１）。
【００７９】
ステップＳ４００１において、副系統分離の指示が無かった場合は、実施の形態１の場合（図２）と全く同様に、最低の短区間ＣＮＲとなっている切り替え対象となる系統を選定決定し（ステップＳ２００２）、そしてステップＳ２００３〜Ｓ２０１４を実行する。
【００８０】
ステップＳ４００１において、副系統分離の指示があった場合は、実施の形態１と異なり、副系統に対してもフローを進める。ます、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、最低の短区間ＣＮＲとなっている系統を副系統に、最低から２番目、すなわち、次に低い短区間ＣＮＲを有する系統をアンテナの切り替え対象の系統に選択決定する（ステップＳ４００２）。アンテナ切り替え選択に関しては、ステップＳ２００３〜Ｓ２０１４、そして、さらに副系統に分離追加する指示が無い限りは、ステップＳ２００１、ステップＳ２００２と繰り返し、系統数が減ってはいるものの、実施の形態１の場合と同様の性能改善への動作が行われるので詳細の説明を省略する。
【００８１】
図８では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図７の一番下の系統が副系統への対象系統となった場合を一例として動作を説明する。副系統への分離対象の系統に対しては、まず、切替＆比較部１２６３は、復調回路１２６４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す（ステップＳ４００３）。その後、チャネル制御部１３０８は、局部発振器１２５４の周波数を変更する（ステップＳ４００４）。主副系統選択器１３１０は、復調回路１２６４の復調出力をダイバーシチ合成部１３０５に繋ぎ、副系統への繋ぎ替えを実施する（ステップＳ４００５）。最後に、切替＆比較部１２６３は、復調回路１２６４の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部１３０５へ繋ぎ直しを行い（ステップＳ４００６）、副系統のオペレーションを開始することとなる。
【００８２】
このように、随時、受信チャネルを変えながらサーチを行い、同一系列の放送を探索、良好な受信チャネルを見つければ、主系統と併行して受信しながら、副系統の受信状況が安定した所で、副系統を今度は主系統として扱いなおし、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる。この際、サーチから併行受信への移行において、ステップＳ４００１〜Ｓ４００６を繰り返すことで、主系統は、減じた系統数をアンテナ切り替え選択で性能を補填しつつ、副系統は、割り当て系統数を増してダイバーシチ能力を高め受信を安定させても良く、こうして副系統が安定受信できた所で残りすべての系統を同様に副系統へ、さらに副系統を主系統として扱い直し、ステップＳ２００２〜Ｓ２０１４を実行してチャネル切り替えの操作が完了する。
【００８３】
かかる構成によれば、実施の形態１に加えて、副系統分離の指示があった場合は、最低の短区間ＣＮＲとなっている系統を１つずつ副系統に回し、残りで実施の形態１と同様のアンテナ入替え制御を行うことで、スムースかつ適切に２チャネル併行受信に移行すると共に、系統数の減少を実施形態１と同様の改善機構で受信性能を補うことで、安定した受信状況を保ち、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる利点が生まれる。
【００８４】
なお、上述した各実施の形態では、ＯＦＤＭ方式を採用したダイバーシチ受信装置について説明してきたが、それ以外の方式に適用することも可能であることは言うまでもない。ＯＦＤＭ以外の方式としては、例えば、残留側波帯多値方式等がある。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかるダイバーシチ受信装置は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで車載受信すること等に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４、１４０１、１４０２    アンテナ
１１１１、１２１１    アンテナモジュール
１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４、１４２１、１４２２    低雑音増幅器
１１１２、１２１２、１４１２    アンテナ切り替え器
１１１３、１２１３    アンテナ制御部
１１７１、１１７２、１２７１、１２７２    チューナ部
１１３１，１１５１、１２３１、１２５１    高周波増幅器
１１３２、１１５２、１２３２、１２５２    混合器
１１３４、１１５４、１２３４、１２５４    局部発振器
１１３３、１１５３、１２３３、１２５３    中間周波増幅器
１１３５、１１５５、１２３５、１２５５    利得制御部
１４３３    可変利得増幅部
１１４５，１１６５、１２４５、１２６５    復調部
１１４１、１１６１、１２４１、１２６１    Ａ／Ｄ変換器
１１４２、１１６２、１２４２、１２６２    レベル検出部
１１４４、１１６４、１２４４、１２６４    復調回路
１１４３、１１６３、１２４３、１２６３    切替＆比較部
１３０１    補正値更新保持部
１３０２    アンテナ入替え制御部
１３０３、１３０５    ダイバーシチ合成部
１３０４、１３０６    誤り訂正部
１３０７    アンテナ主副系統入替え制御部
１３０８    チャネル制御部
１３０９    バックエンド部
１３１０    主副系統選択器
【図１】
2011105075.tif 000013
【図２】
2011105075.tif 000014
【図３】
2011105075.tif 000015
【図４】
2011105075.tif 000016
【図５】
2011105075.tif 000017
【図６】
2011105075.tif 000018
【図７】
2011105075.tif 000019
【図８】
2011105075.tif 000020
【図９】
2011105075.tif 000021
【図１０】
2011105075.tif 000022
【図１１】
2011105075.tif 000023
【図１２】
2011105075.tif 000024
【図１３】
2011105075.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月8日(2012.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで受信するダイバーシチ受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルテレビ（ＤＴＶ）放送波の車載受信あるいは室内受信においては、構造物等周辺の物体での回折、散乱、反射によって構成されるマルチパス伝搬によって、受信信号は著しい波形歪を伴うとともに局所的に著しい信号強度の低下（フェージング）を生じて、安定した受信を行うことは難しい。このような環境での受信においては、複数の受信アンテナを用いたダイバーシチ受信が効果的であり実用化されている。ダイバーシチ合成の手法としては、各アンテナでの各々受信信号の位相を合わせ、同時に各受信信号の信号対雑音比（ＣＮＲ）で重み付けを行って合成する最大比合成を行うことが一般的である。最大比合成によって、合成後の信号のＣＮＲは積極的に改善される。特に、直交多重方式（ＯＦＤＭ）を採るＤＴＶ方式では、サブキャリア毎に最大比合成を行うことで、周波数ダイバーシチの効果も得られ、大きな改善効果が得られる。受信品質の改善および受信可能エリアの拡張は、ダイバーシチ枝数に応じて改善される。
【０００３】
一方、受信品質の改善あるいは受信可能エリアの拡張には、指向性を有するアンテナを用いる考えもある。指向性アンテナの使用は、受信到来方向が制限されることで、マルチパス受信状況を改善し、フェージングを減じる効果も期待できる。また、高速移動時のドップラー広がりが抑えられ、キャリア間干渉で弱点を有するＯＦＤＭ方式では、ダイバーシチ受信と指向性アンテナとを組み合わせることが好ましい。しかしながら、固定受信の場合とは異なり、受信波の到来方向は様々となるので、一般には、相異なる方向に指向性を有する多数のアンテナを用意する必要があり、それら多数のアンテナを切り替え選択して使用する、あるいは、上述のようなダイバーシチ受信と組み合わせて合成して受信する必要がある。
【０００４】
図９は、第１従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図９に示した第１従来例のダイバーシチ受信装置では、ＤＴＶ放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて、受信品質を改善する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図９において、第１従来例のダイバーシチ受信装置は、前方ビームアンテナ５１０１、５２０１と、後方ビームアンテナ５１０２、５２０２と、アンテナ切り替え器５１１１と、チューナ部５１７１、５２７１と、利得制御部５１３５、５２３５と、ＯＦＤＭ復調部５１４５、５２４５と、レベル検出部５１４２、５２４２と、ダイバーシチ合成部５３０３と、誤り訂正部５３０４と、アンテナ制御部５３０１とで構成される。
【０００６】
アンテナ切り替え器５１１１は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ５１０１あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ５１０２のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ５２０１あるいは後方ビームアンテナ５２０２のどちらか一方を選択する。選択されたビームアンテナからの受信信号は、各々チューナ部５１７１および５２７１を経て、ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５で復調された後、ダイバーシチ合成部５３０３で合成され、誤り訂正部５３０４で誤り訂正がなされて、トランスポートストリーム（ＴＳ）として出力される。
【０００７】
ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５において、レベル検出部５１４２および５２４２の各出力は、利得制御部５１３５および５２３５を介して、チューナ部５１７１および５２７１の利得を制御し、ＯＦＤＭ復調部５１４５および５２４５の入力レベルを適切に保つとともに、受信電力情報として、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。加えて、誤り訂正部５３０４での誤り率情報もアンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。
【０００８】
図１０は、従来の第１構成例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択の手順を示すフローチャートである。前方あるいは後方の指向特性のアンテナを選択する際に、第１従来例のダイバーシチ受信装置は、チューナ部５１７１あるいは５２７１や、ＯＦＤＭ復調部５１４５あるいは５２４５等が共用される。また、利得制御部５２３５の応答時間等の制約も相まって、数百ミリ秒程度の時間をかけて平均受信レベルを検出する必要があり、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができない。
【０００９】
そこで、まず、アンテナ制御部５３０１は、受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら（すなわち、切り替え開始条件を満たすと）、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ６００１）。具体的には、ステップＳ６００１において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１あるいは５２０１の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ６００２）。その後、アンテナ制御部５３０１は、アンテナ切り替え器５１１１を切り替えて、後方ビームアンテナ５１０２あるいは５２０２の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ６００３）。そして、アンテナ制御部５３０１は、両平均受信レベルを比較し（ステップＳ６００４）、より高い方のアンテナに切り替えて数秒から数十秒保持して（ステップＳ６００５）、切り替え開始条件の判定に戻る（ステップＳ６００１）。
【００１０】
かかる構成および手順により、第１従来例のダイバーシチ受信装置では、切り替え選択と合成とを組み合わせることで、コスト高となる後段のチューナ部やＯＦＤＭ復調部の系統数の増加を抑えながら、アンテナに指向性を持たせ、かつ、アンテナ数を増やして性能向上を図る提案がなされている。
【００１１】
例えば、第１従来例のダイバーシチ受信装置において、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順が提案されている。図１１は、第１従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部５３０１でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順を示すフローチャートである。
【００１２】
図１０の手順と同様に、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができないので、アンテナ制御部５３０１は、まず受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら（すなわち、切り替え開始条件を満たすと）、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ７００１）。具体的には、ステップＳ７００１において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１のどちらか一方）の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ７００２）。その後、アンテナ制御部５３０１は、アンテナ切り替え器５１１１を切り替えて、後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２のどちらか一方）の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する（ステップＳ７００３）。そして、アンテナ制御部５３０１は、両平均受信レベルを比較し、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１）と後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２）の内、より平均受信レベルが高い方のアンテナに切り替え（ステップＳ７００４）、一定時間待つ（ステップＳ７００５）。
【００１３】
図１１に示す制御手順において、図１０の手順と異なるのは、別系統のアンテナの切り替え選択に関して、平均受信レベルを実測することなく、切り替え選択することである。つまり、ステップＳ７００４において、アンテナ制御部５３０１は、前方ビームアンテナ５１０１（あるいは５２０１）を選択した場合は別系統においても前方ビームアンテナ５２０１（あるいは５１０１）を、後方ビームアンテナ５１０２（あるいは５２０２）を選択した場合は別系統においても後方ビームアンテナ５２０２（あるいは５１０２）を切り替え選択し（ステップＳ７００６）、一定時間経てから（ステップＳ７００７）、切り替え開始条件の判定に戻る（ステップＳ７００１）。
【００１４】
また、図１１に示す制御手順では、別系統での平均受信レベル検出を省いて、切り替えおよび平均受信レベル測定中の受信劣化を軽減させる考えも開示されている。図１２は、第２従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示した第２従来例のダイバーシチ受信装置は、第１従来例と同様に、ＤＴＶ放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて受信品質を改善する方法が提案されているが、さらに、第２従来例では、単純にアンテナを切り替えるだけでなく、予め複数のアンテナからの信号を足して１つのダイバーシチ枝とする考えも開示されている。また、切り替え開始条件として、受信レベルやＣＮＲを用いることや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
図１２において、第２従来例のダイバーシチ受信装置は、前方ビームアンテナ８１０１、８２０１と、後方ビームアンテナ８１０２、８２０２と、アンテナ切り替え器８１１１と、チューナ部８１７１、８２７１と、ＯＦＤＭ復調部８１４５、８２４５と、ダイバーシチ合成部８３０３と、誤り訂正部８３０４と、ＴＳデコード回路８３１１と、アンテナ制御部８３０１と、ステアリング角センサ８３１２と、ジャイロセンサ８３１３とで構成される。
【００１６】
アンテナ切り替え器８１１１は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ８１０１あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ８１０２のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ８２０１あるいは後方ビームアンテナ８２０２のどちらか一方を選択するだけでなく、前方ビームアンテナ８１０１と後方ビームアンテナ８１０２とを、あるいは前方ビームアンテナ８２０１と後方ビームアンテナ８２０２とを足して出力することもできる所が第１の従来例と異なっている。そして、各系統での受信信号は、各々チューナ部８１７１および８２７１を経て、ＯＦＤＭ復調部８１４５および８２４５で復調された後、ダイバーシチ合成部８３０３で合成され、誤り訂正部８３０４で誤り訂正がなされ、ＴＳデコード回路８３１１で画像および音声の情報が取り出される。アンテナ制御部８３０１は、アンテナ切り替え選択の判断情報に、第１従来例と同様に、受信電力情報と誤り情報に加え、ＣＮＲおよび伝送路推定値を用いる。
【００１７】
図１３は、第２従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部８３０１のアンテナ切り替え選択の制御手順を示すフローチャートである。第１従来例と同様に、指向性アンテナの切り替え選択において、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができず、本従来例においても、受信状況が悪くなったと判断してからアンテナ切り替え選択のシーケンスに入る（ステップＳ９００１）。すなわち、切り替え開始条件を設定する考え方は共通している。ただし、切り替え開始条件には、すべてのダイバーシチ枝の受信電力やＣＮＲが所定の閾値を下回ることを以って判断することや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている（ステップＳ９００２）。
【００１８】
切り替え開始条件を満たした後のアンテナ切り替え選択に関して、さらにステップＳ９００２において、受信電力が閾値を下回った場合、前方ビームアンテナ８１０１と後方ビームアンテナ８１０２とを、あるいは、前方ビームアンテナ８２０１と後方ビームアンテナ８２０２とを足して出力しダイバーシチ枝として用いる（ステップＳ９００３）。ステップＳ９００２において、受信電力が閾値を下回らない場合は、第１従来例と同様に、アンテナ切り替え器８１１１を切り替えて、ＣＮＲあるいは伝送路推定値を検出し、ＣＮＲの高い方、あるいは、伝送路推定値の変動の少ない方を以って、受信品質が良い方のアンテナを判断し切り替え選択を行う（ステップＳ９００４）考えも開示されている。
【００１９】
また、受信レベルを用いるものの、受信レベルではＣＮＲと異なり、チューナ部等の利得のばらつきやマルチパスやドップラー環境では正確な判断ができないので、予め受信レベルとＣＮＲとの関係を測定評価しテーブルの形で持ち換算する考えも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００７−２７４７２６号公報
【特許文献２】特開２００６−０３３０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記従来のダイバーシチ受信装置における構成および制御手順では、有意な時間をかけて、アンテナを切り替え、受信状況を平均受信レベルやＣＮＲや伝送路推定値等で評価するために、むやみにアンテナ切り替え選択を行うことができず、開始条件の設定や待ち時間の挿入等、頻繁な切り替え選択での劣化を避ける手順を採る必要があった。このため、従来のダイバーシチ受信装置では、本来全てのアンテナをダイバーシチ合成した場合に比して、アンテナ数の増大の割にはあまり受信品質の改善効果が得られないという課題があった。特に、車載受信の用途においては、フロントガラス等に貼付するフィルムアンテナの場合、平面構造での制約と車両ボディー等の影響から、複雑な指向性パタンになる場合が多く、到来方向と走行方向との関係の変化に対し、きちんとした指向性を有するアンテナに比して、各アンテナでの受信状況の変化が激しく、頻繁な切り替え選択を行わないと、大きな受信品質の改善が得られないという問題があった。
【００２２】
また、フィルムアンテナの場合、前置される低雑音増幅器は、フィルムアンテナと同様にフロントガラス等に貼付され、温度での利得変化に加え、同軸ケーブルで別筐体となる本体受信装置に任意の組み合わせで接続されるので、利得のばらつきを予め評価規定して本体受信装置に換算テーブルを持たせるのは実際上困難となる。加えて、室内受信ではパソコン等の近傍電子機器からの外来雑音、車載受信では、車両搭載の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波や都市部での環境雑音として外来雑音の影響が大きく、外来雑音環境にも適応して、真に良好な受信状況改善を行えるように、頻繁といえども、同時に的確に切り替え選択ができることは大きな課題となる。
【００２３】
それ故に、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特段なる指向性を有さないアンテナにも適用でき、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行えることを目的とする。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記従来の課題を解決するために、本発明のダイバーシチ受信装置は、デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数の受信信号を各々入力する所定の系統数のチューナ部および復調部と、所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備える。各復調部は、復調過程にて受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、各チューナ部は、受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、アンテナ入替え制御部は、各系統の復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、アンテナ切り替え部を制御して、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、該系統に繋ぎ得るアンテナに順次繋ぎ替え、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、当該繋ぎ替えたアンテナのうち、レベル検出部が測定した入力レベルに基づいて信号対雑音比が最高になると推定したアンテナ、又は、レベル検出部が測定した前記入力レベルが最高となるアンテナに入替える。
【００２５】
本構成によって、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに短時間で切り替えることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のダイバーシチ受信装置によれば、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行える。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順の原理を説明する単純化した高周波系の構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値テーブルの図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１における雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性の模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図１０】図１０は、第１従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。
【図１３】図１３は、第２従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための各形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。図１において、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４と、アンテナモジュール１１１１、１２１１と、低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４と、アンテナ切り替え器１１１２、１２１２と、アンテナ制御部１１１３、１２１３と、チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２と、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１と、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２と、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４と、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３と、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５と、復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５と、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１と、レベル検出部１１４２、１１６２、１２４２、１２６２と、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４と、切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、１２６３と、補正値更新保持部１３０１と、アンテナ入替え制御部１３０２と、ダイバーシチ合成部１３０３と、誤り訂正部１３０４と、バックエンド部１３０９とで構成されている。
【００３０】
アンテナ１１０１〜１１０４および１２０１〜１２０４で受信したＤＴＶ放送波受信信号は、それぞれアンテナモジュール１１１１、１２１１内にて、低雑音増幅器１１２１〜１１２４および１２２１〜１２２４で増幅された後、アンテナ切り替え器１１１２および１２１２で、各々４つのアンテナから２つが選ばれ、後段のチューナ部１１７１、１１７２、および、１２７１、１２７２に入力される。
【００３１】
チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２において、各々受信信号は、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１で増幅された後、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４の局部発振信号で、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２により周波数変換および選局され、中間周波数信号となる。各々中間周波信号は、さらに、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３で増幅され、復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５に入力される。
【００３２】
復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５において、各々中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１でデジタル信号に変換された後、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４に入力され、ＯＦＤＭ復調がなされる。一方、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１の出力は、各々、レベル検出部１１４２、１１６２、１２４２、１２６２で、信号レベルが検出され、入力レベルが適切になるように、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５を介して、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１、および、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３の利得を調整する。
【００３３】
各復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４の出力は、ダイバーシチ合成部１３０３にて、位相が合わせられ、ＣＮＲで重み付けを行う最大比合成が行われる。その後、なお、ＯＦＤＭ方式の場合は、好ましくは、この位相を合わせてＣＮＲで重み付けを行う操作は、サブキャリア毎に行うことが好ましい。誤り訂正部１３０４にて、誤り訂正等を行い、バックエンド部１３０９にトランスポートストリーム（ＴＳ）を出力する。一方、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４は、復調過程において、各々の系統での受信信号の観測されたＣＮＲを出力し、補正値更新保持部１３０１、および、アンテナ入替え制御部１３０２に入力する。補正値更新保持部１３０１には、さらに、アンテナ入替え制御部１３０２を介して、アンテナ切り替え前後のレベル差の情報も入力されており、後述の所定のアルゴリズムでアンテナ選択時の適正な補正値を随時算出更新する。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。なお、アンテナ切り替え選択手順に関しては、さらに、図２のフローチャートも用いて、図１に示した対応する構成と動作手順を併せて説明する。
【００３５】
まずは、アンテナ入替え制御部１３０２が最低のＣＮＲとなっている系統を１つ見出し決定し、その系統の切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、あるいは１２６３に指示を出す所から始まる。アンテナ入替え制御部１３０２は、所定の短区間、各系統のＣＮＲを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間ＣＮＲを計算する（ステップＳ２００１）。所定の短区間とは、車載での受信の場合、干渉性の早いフェージング変化の影響を除くのに適当な期間、すなわち、波長に対して数十倍程度の期間が好ましい。そのため、所定の短区間を時間間隔で表した場合は、移動速度を検出する手段を用いて、移動速度に反比例するように可変することが望ましいが、室内受信の場合を含め、予め算出した固定（一定）の時間間隔にしても良い。あるいは、車載での受信で固定の時間間隔にする場合は、高速走行時の激しい変動を鑑みて、明示的な中央値あるいは平均値処理を行わず、ＣＮＲ観測上の時間間隔で以って代用しても良い（ステップＳ２００１）。また、所定の短期間をダイバーシチ受信装置の移動距離に対応するようにしてもよい。そして、アンテナ入替え制御部１３０２は、最低の短区間ＣＮＲとなっている切り替え対象となる系統を選定決定する（ステップＳ２００２）。
【００３６】
図２では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図１の一番上の系統が切り替え対象系統となった場合を一例として動作を説明する。
【００３７】
この場合、切替＆比較部１１４３は、まず、レベル検出部１１４２の出力から現選択中アンテナにおけるＡ／Ｄ変換器１１４１の出力レベルを検出し記憶する（ステップＳ２００３）。なお、通常受信中は利得制御部１１３５を介したフィードバック制御により、一定のレベルになるように制御されているので、制御目標値をデフォルトとして、切り替え前のレベル測定および記憶は省略することも可能である。
【００３８】
しかる後、切替＆比較部１１４３は、復調回路１１４４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す（ステップＳ２００４）とともに、利得制御部１１３５の利得制御ホールド信号を送出し、利得制御部１１３５を一旦停止した後（ステップＳ２００５）、アンテナ制御部１１１３へアンテナ切替信号を送出する（ステップＳ２００６）。そして、アンテナ制御部１１１３は、現在使われていないアンテナにアンテナ切り替え器１１１２の接点を繋ぎ変える（ステップＳ２００７）。その後、切替＆比較部１１４３は、再度、レベル検出部１１４２の出力から切り替え後のアンテナにおけるＡ／Ｄ変換器１１４１の出力でのレベルを検出し、差分を記憶する（ステップＳ２００８）。
【００３９】
図１の例では、４本から２本のアンテナを選んでいるので、切替＆比較部１１４３は、選択可能な別の候補アンテナがあるかどうかを判断する（ステップＳ２００９）。ステップＳ２００９において、選択可能な別の候補アンテナがある場合、ステップＳ２００６からＳ２００８までの操作を繰り返し、各アンテナでのレベルを検出し、差分を記憶する。
【００４０】
ステップＳ２００９において、選択可能な別の候補アンテナがない場合、切替＆比較部１１４３は、現アンテナおよび切り替え選択候補のアンテナにおける各レベル差分から、補正値更新保持部１３０１の当該アンテナに対応する補正値も勘案して、最良のアンテナを決定し（ステップＳ２０１０）、アンテナ制御部１１１３を介して、アンテナ切り替え器１１１２の接点を繋ぎ変える（ステップＳ２０１１）。また、利得制御部１１３５の利得制御を再開し（ステップＳ２０１２）、復調回路１１４４の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部１３０３へ繋ぎ直しを行う（ステップＳ２０１３）。以上のように、最低ＣＮＲの系統１つずつ、その系統に繋がるアンテナをより良い方に、影響が無いように、速やかに検出判断し入替える操作を繰り返す（ステップＳ２０１４）。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートであり、図４は、その計算の原理を説明するために単純化した高周波系の構成図であり、図５は補正値テーブルの一例である。
【００４２】
図４において、高周波系は、アンテナ１４０１、１４０２と、低雑音増幅器１４２１、１４２２と、アンテナ切り替え器１４１２と、可変利得増幅部１４３３とで構成されている。ここでは、単純化して、この２つのアンテナ１４０１、１４０２をアンテナ切り替え器１４１２で切り替え選択する場合を考える。なお、可変利得増幅部１４３３を用いて、図１の高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１、および、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２、および、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３の系をまとめて表している。
【００４３】
ここで、図４のように、ｎ回目（ｎは自然数）のアンテナ切り替えにおいて、アンテナ１４０１からアンテナ１４０２に切り替えたとして、この切り替え前後において、アンテナ１４０１からの信号電力をＣi1,n、外来雑音電力をＮi1,nとし、アンテナ１４０２からの信号電力をＣi2,n、外来雑音電力をＮi2,nとし、低雑音増幅器１４２１の利得をＧL1、内部で発生する雑音をＮL1とし、低雑音増幅器１４２２の利得をＧL2、内部で発生する雑音をＮL2とし、可変利得増幅部１４３３の利得をＧR,n、内部で発生する雑音をＮR,nとするなら、可変利得増幅部１４３３の出力での各アンテナを選んだ時の信号電力Ｃo1,n、Ｃo2,nと、雑音電力Ｎo1,n、Ｎo2,nは、数１および数２で表される。
【００４４】
【数１】
2011105075.tif 000026
【００４５】
【数２】
2011105075.tif 000027
【００４６】
ここで、利得ＧL1、ＧL2、ＧR,nが十分大きく、外来雑音Ｎi1,n、Ｎi2,nが相対的に大きい場合、数２は、数３と近似できる。
【００４７】
【数３】
2011105075.tif 000028
【００４８】
ところで、切り替え選択の前後では、各アンテナでのＣＮ比γ1,n、γ2,nと、信号レベル差Γ12,nとが検出記憶されるが、それらは数４で表されるので、数３を併せ用いると、数５で示される関係が成立することが分かる。
【００４９】
【数４】
2011105075.tif 000029
【００５０】
【数５】
2011105075.tif 000030
【００５１】
低雑音増幅器の利得ＧL1、ＧL2は、温度等でのドリフトや個体差でのばらつきが主であり、車載の場合の走行に伴うフェージングに比べても、急に変化するものではない。
【００５２】
また、外来雑音Ｎi1,n、Ｎi2,nは、車載受信での状況では、近傍の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波の飛び込みや都市部での環境雑音としてレベルが盛り上がることがあるものの、走行に伴うフェージングほどには急に変化はしない。また、室内受信においては、半固定での使用になるので、同様に急な変化は起こらない。つまり、数５の右辺の係数をｋ12,nとすると、ｋ12,nは数６で表される。
【００５３】
【数６】
2011105075.tif 000031
【００５４】
これは、走行に伴うフェージングほどには急に変化しないもので、実測される値γ1,n、γ2,n、Γ12,nから計算されるもので、この過去の観測計算結果から、例えば、過去に遡るｍ＋１回から（ｍは自然数）、数７として表される。
【００５５】
【数７】
2011105075.tif 000032
【００５６】
また、ｎ＋１の次の機会には、信号レベル差Γ12,n+1を観測した時点で、数７の左辺を補正値として、切り替えた時のＣＮ比の改善比を数８として推定することができる。
【００５７】
【数８】
2011105075.tif 000033
【００５８】
なお、数７は、対数（デシベル）として計算するものであって、右辺の平均は真値でなく、デシベル値に対する平均であってもよい。また、好ましくは、いわゆる忘却係数等、過去に遡るほど重みを下げる係数を掛けて算出するものであってもよい。あるいは、ｍ＝０として、前回の結果のみをそのまま使うものであっても良い。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の更新が未だ行われていない場合、初期値として１を用いるのが好ましい。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の最後の更新から所定の時間を経ている場合、初期値の１に戻し、これを用いて切り替え選択を行った後、次回に備えて補正値の更新を行うものであっても良い。
【００５９】
ところで、同組のアンテナを逆方向に切り替えた時の係数は、互いに逆数、つまり、数９の関係があるので、補正値である数７の左辺の算出において、この逆数関係での観測値も用いて算出することにより、更新頻度を上げることができ、より緻密な更新を行うことができる。また、数１０でもあるので、この性質を用いて、補正値の記憶エリアを半分に縮小しても良い。これによって、補正値テーブルの記憶容量を削減することができる。
【００６０】
【数９】
2011105075.tif 000034
【００６１】
【数１０】
2011105075.tif 000035
図３は、以上に述べた補正値の算出更新の手順の一例を示すフローチャートである。図２のステップＳ２０１３でのアンテナの切り替え選択の一連の手順が終わった直後、補正値更新保持部１３０１は、まず、新しく切り替え選択したアンテナについて、その系統の復調回路のＣＮＲを観測することでγ2,nを得る（ステップＳ３００１）。その後、補正値更新保持部１３０１は、切り替え前のアンテナでの直前のＣＮＲ測定値γ1,nと、レベル差Γ12,nとをアンテナ入替え制御部１３０２から得る（ステップＳ３００２）。この３つの値から、上述のように、補正値である数７の左辺を算出更新し（ステップＳ３００３）、図２のメインのフローに戻る。
【００６２】
図５は、補正値テーブルの一例を示したものである。テーブルのパラメタは、切り替え前後のアンテナに加え、受信チャネルによって、低雑音増幅器の利得ＧL1、ＧL2および外来雑音電力Ｎi1,n、Ｎi2,nには差が生じ、受信チャネルが加わるので、このような３次元のテーブルとなる。なお、補正値の更新には、数９の関係を利用したり、数１０の関係を利用したりするので、テーブルとしては、右上の（あるいは左下）部分だけでも良い。図３の手順で、図５のテーブルを計算更新するとともに、図２のステップＳ２０１０で、対応する補正値を読み出し、補正を加えて、レベル差からＣＮＲでの改善量を推定し、最良のアンテナを判定決定する。
【００６３】
アンテナモジュール１１１１および１２１１は、通常、アンテナ１１０１〜１１０４およびアンテナ１２０１〜１２０４の近く、例えばフロントガラス等に貼付され、別設置されるもので、ダッシュボード内あるいは座席下等に置かれる本体筐体内のチューナ部１１７１、１１７２、１２７１，１２７２まで同軸ケーブルで接続される。低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４の利得のばらつきを予め測定し、接続関係、本体筐体との組み合わせをすべて規定して補正を加えることは実際上困難で、上述のように、適応自動的に補正されることは有用である。さらには、特定の方向から雑音干渉波が到来している場合も、適応追従して、雑音干渉方向に利得のあるアンテナが選ばれにくくなる方向に補正値が働くので、雑音干渉を回避する効果も得られる。
【００６４】
図６は、雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性との関係を示す模式図である。８つの異なる指向特性を有するアンテナから、到来波を受けやすく、かつ、雑音干渉波を受けにくいアンテナ４つが結果的に選ばれダイバーシチ合成されるので、到来波方向に偏り、雑音干渉波方向を避ける合成指向特性が得られることになる。
【００６５】
以上、図１〜図６を用いて説明したように、かかる構成と手順によれば、ＣＮＲ最低の系統１つずつに対し、他の候補アンテナのレベル差をすばやく切り替え観測し、手順に組み込まれ適応的に計算更新される補正値を併せ用いて的確に良いアンテナを選び入替えることを繰り返すことで、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行うことができる。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良い受信を行うことができる。
【００６６】
なお、アンテナ１１０１〜１１０４、アンテナ１２０１〜１２０４は、図１の例では、車載受信のフィルムアンテナで、フロントガラスの左右に、２群に分けて粘付するような想定を例として示しているが、これらを合わせて１群とし、アンテナモジュール１１１１および１２１１も一体のものであり、アンテナ切り替え器１１１２および１２１２は、８つのアンテナから４つを切り替え選択するものであってもよい。
【００６７】
もちろん、８あるいは４の数はこれに限らず、例えば、６つのアンテナから４つを切り替え選択するもの、８つのアンテナから３つを切り替え選択するもの等々他の組み合わせであっても良い。
【００６８】
また、各アンテナは明確な指向特性を有するものである必要は必ずしも無い。好ましくは、各アンテナの指向性パタンが異なっておればよく、例えば、車載受信でのフィルムアンテナの場合、各アンテナは同一のものであっても、貼る向き、あるいは、貼る位置によって車両ボディーとの関係で指向特性が様々になるので、この条件は満たされる。
【００６９】
なお、指向性の弱いアンテナと指向性の強いアンテナとを混用することも可能である。例えば、車載受信においては、道路に沿った伝搬が顕著な場合が多く、前後方向に指向性を有するアンテナと、指向性の弱いアンテナとの組み合わせであっても良い。
【００７０】
また、室内受信では、天井や壁での反射散乱により様々な方向からの到来波をカバーすることができる指向性が弱い全方位型アンテナと、窓等の開口部から入射到来する波に対応し、指向性を比較的有するアンテナとの組み合わせであっても良い。
【００７１】
なお、全体の繰り返し周期は、固定であっても良いし、ステップＳ２００１の短区間に、所要の処理時間等が加わるものであっても良いし、ステップＳ２００１の短区間が移動速度に反比例して可変する場合は、これに依って変わるものであっても良い。また、さらには、上記最低ＣＮＲの値に応じて、変わるものであっても良い。また、補正値更新保持部１３０１の補正値の計算更新は、この所要の処理時間で行うのが良い。また、復調回路１１４４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作は、例えば、同期等の復帰に時間が掛かるものは操作前に自走状態のタイミングを維持して、その後、系統のＣＮＲを低いものとして、ダイバーシチ合成部１３０３での合成重み付けを減じてから、切り離しを行う等の操作を行うことが好ましい。また、ステップＳ２００２において、利得制御部１１３５の利得制御を再開する際に、予めレベル差が分かっているので、このレベル差の分だけオフセットさせて再開させることにより、その後の受信をより早く復帰させることができるので好ましい。
【００７２】
なお、利得制御の一旦停止（ステップＳ２００５）および再開（ステップＳ２０１２）は、制御時定数が十分に大きい場合、両ステップの間での利得制御量の変化がほぼ無視できるので、省略しても良い。また、ダイバーシチ合成からの枝切離し動作（ステップＳ２００４）および枝再接続動作（ステップＳ２０１３）も、省略することもできる。これは、アンテナ切り替えでの雑音で当該系統のＣＮＲ観測値が瞬時にうまく対応し減少する限りは、ダイバーシチ合成部１３０３での最大比合成によって、等価的に、枝切り離し、あるいは、枝再接続の動作が行われることになること、また、多少の誤り発生に対しては、誤り訂正部１３０４で訂正されるからである。
【００７３】
なお、利得のばらつきが少なく、かつ、外来雑音の影響が少ない環境での適用においては、補正値更新保持部１３０１およびステップＳ２０１４の補正値計算更新を省略し、ステップＳ２０１０において、補正値を用いず、各レベル差分のみで決定することで、性能よりコスト重視で省略実装することもできる。また、この場合、アンテナを切り替えてのレベル比較を行うにおいて、利得制御を一旦停止して行うのではなくて、切り替えた前後での利得制御方向を観察することで、レベル差分を判定するものであっても良い。例えば、アンテナを切り替え後、利得を押さえ込む方向に制御されているのであれば、新しいアンテナの方がレベルが高いと判定し、このアンテナに差し替える。
【００７４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２のダイバーシチ受信装置の構成図である。図７において、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４と、アンテナモジュール１１１１、１２１１と、低雑音増幅器１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４と、アンテナ切り替え器１１１２、１２１２と、アンテナ制御部１１１３、１２１３と、チューナ部１１７１、１１７２、１２７１、１２７２と、高周波増幅器１１３１，１１５１、１２３１、１２５１と、混合器１１３２、１１５２、１２３２、１２５２と、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４と、中間周波増幅器１１３３、１１５３、１２３３、１２５３と、利得制御部１１３５、１１５５、１２３５、１２５５と、復調部１１４５，１１６５、１２４５、１２６５と、Ａ／Ｄ変換器１１４１、１１６１、１２４１、１２６１と、レベル検出部１１４２、１１６２、１２４２、１２６２と、復調回路１１４４、１１６４、１２４４、１２６４と、切替＆比較部１１４３、１１６３、１２４３、１２６３と、補正値更新保持部１３０１と、ダイバーシチ合成部１３０３、１３０５と、誤り訂正部１３０４、１３０６と、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７と、チャネル制御部１３０８と、バックエンド部１３０９と、主副系統選択器１３１０とで構成されている。
【００７５】
本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置が、実施の形態１（図１）と異なっているのは、主副系統選択器１３１０が追加され、これに伴い以降、ダイバーシチ合成部は１３０３と１３０５、誤り訂正部は１３０４と１３０６の２系統準備され、併せて、アンテナ入替え制御部１３０２の代わりに、主副系統選択器１３１０も制御するアンテナ主副系統入替え制御部１３０７を配置し、連動して局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４を制御するチャネル制御部１３０８を加えたことである。その他の構成は、実施の形態１（図１）の説明と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
ＤＴＶ放送波の車載等の移動受信（室内受信用のものを車載搭載時含め）においては、受信エリア端で同系列の放送へスムーズかつ速やかに切り替わることが望ましく、このためには、一時的に、２チャネルの信号を同時に受信することが望ましい。実施の形態２は、そのような２チャネル同時受信が可能な構成での適用例になる。
【００７７】
図７において、チャネル制御部１３０８は、バックエンド部１３０９からの制御指示によって、局部発振器１１３４、１１５４、１２３４、１２５４を制御し、２チャネル受信のために、任意の系統を２つの周波数に振り分け設定制御する。この設定に合わせて、主副系統選択器１３１０は、対応する系統を振り分け、切り替え選択して、中間周波数信号をダイバーシチ合成部１３０３および１３０５に入力しダイバーシチ合成し、誤り訂正部１３０４および１３０６にて誤り制御等の処理を経て、バックエンド部１３０９に２系統のＴＳを出力する。
【００７８】
図８は、本発明の実施の形態２におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。実施の形態１の場合と同様に、まずは、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、所定の短区間、各系統のＣＮＲを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間ＣＮＲを計算する（ステップＳ２００１）。そして、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、バックエンド部１３０９から副系統分離の指示があったかどうかを判断する（ステップＳ４００１）。
【００７９】
ステップＳ４００１において、副系統分離の指示が無かった場合は、実施の形態１の場合（図２）と全く同様に、最低の短区間ＣＮＲとなっている切り替え対象となる系統を選定決定し（ステップＳ２００２）、そしてステップＳ２００３〜Ｓ２０１４を実行する。
【００８０】
ステップＳ４００１において、副系統分離の指示があった場合は、実施の形態１と異なり、副系統に対してもフローを進める。ます、アンテナ主副系統入替え制御部１３０７は、最低の短区間ＣＮＲとなっている系統を副系統に、最低から２番目、すなわち、次に低い短区間ＣＮＲを有する系統をアンテナの切り替え対象の系統に選択決定する（ステップＳ４００２）。アンテナ切り替え選択に関しては、ステップＳ２００３〜Ｓ２０１４、そして、さらに副系統に分離追加する指示が無い限りは、ステップＳ２００１、ステップＳ２００２と繰り返し、系統数が減ってはいるものの、実施の形態１の場合と同様の性能改善への動作が行われるので詳細の説明を省略する。
【００８１】
図８では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図７の一番下の系統が副系統への対象系統となった場合を一例として動作を説明する。副系統への分離対象の系統に対しては、まず、切替＆比較部１２６３は、復調回路１２６４にダイバーシチ合成部１３０３からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す（ステップＳ４００３）。その後、チャネル制御部１３０８は、局部発振器１２５４の周波数を変更する（ステップＳ４００４）。主副系統選択器１３１０は、復調回路１２６４の復調出力をダイバーシチ合成部１３０５に繋ぎ、副系統への繋ぎ替えを実施する（ステップＳ４００５）。最後に、切替＆比較部１２６３は、復調回路１２６４の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部１３０５へ繋ぎ直しを行い（ステップＳ４００６）、副系統のオペレーションを開始することとなる。
【００８２】
このように、随時、受信チャネルを変えながらサーチを行い、同一系列の放送を探索、良好な受信チャネルを見つければ、主系統と併行して受信しながら、副系統の受信状況が安定した所で、副系統を今度は主系統として扱いなおし、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる。この際、サーチから併行受信への移行において、ステップＳ４００１〜Ｓ４００６を繰り返すことで、主系統は、減じた系統数をアンテナ切り替え選択で性能を補填しつつ、副系統は、割り当て系統数を増してダイバーシチ能力を高め受信を安定させても良く、こうして副系統が安定受信できた所で残りすべての系統を同様に副系統へ、さらに副系統を主系統として扱い直し、ステップＳ２００２〜Ｓ２０１４を実行してチャネル切り替えの操作が完了する。
【００８３】
かかる構成によれば、実施の形態１に加えて、副系統分離の指示があった場合は、最低の短区間ＣＮＲとなっている系統を１つずつ副系統に回し、残りで実施の形態１と同様のアンテナ入替え制御を行うことで、スムーズかつ適切に２チャネル併行受信に移行すると共に、系統数の減少を実施形態１と同様の改善機構で受信性能を補うことで、安定した受信状況を保ち、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる利点が生まれる。
【００８４】
なお、上述した各実施の形態では、ＯＦＤＭ方式を採用したダイバーシチ受信装置について説明してきたが、それ以外の方式に適用することも可能であることは言うまでもない。ＯＦＤＭ以外の方式としては、例えば、残留側波帯多値方式等がある。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかるダイバーシチ受信装置は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで車載受信すること等に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１１０１〜１１０４、１２０１〜１２０４、１４０１、１４０２    アンテナ
１１１１、１２１１    アンテナモジュール
１１２１〜１１２４、１２２１〜１２２４、１４２１、１４２２    低雑音増幅器
１１１２、１２１２、１４１２    アンテナ切り替え器
１１１３、１２１３    アンテナ制御部
１１７１、１１７２、１２７１、１２７２    チューナ部
１１３１，１１５１、１２３１、１２５１    高周波増幅器
１１３２、１１５２、１２３２、１２５２    混合器
１１３４、１１５４、１２３４、１２５４    局部発振器
１１３３、１１５３、１２３３、１２５３    中間周波増幅器
１１３５、１１５５、１２３５、１２５５    利得制御部
１４３３    可変利得増幅部
１１４５，１１６５、１２４５、１２６５    復調部
１１４１、１１６１、１２４１、１２６１    Ａ／Ｄ変換器
１１４２、１１６２、１２４２、１２６２    レベル検出部
１１４４、１１６４、１２４４、１２６４    復調回路
１１４３、１１６３、１２４３、１２６３    切替＆比較部
１３０１    補正値更新保持部
１３０２    アンテナ入替え制御部
１３０３、１３０５    ダイバーシチ合成部
１３０４、１３０６    誤り訂正部
１３０７    アンテナ主副系統入替え制御部
１３０８    チャネル制御部
１３０９    バックエンド部
１３１０    主副系統選択器
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから所定の系統数のアンテナを選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、
前記アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数のアンテナの受信信号を各々入力する前記所定の系統数のチューナ部および復調部と、
前記所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、
前記アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備え、
各前記復調部は、復調過程にて前記受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、前記受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、
各前記チューナ部は、前記受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、
前記アンテナ入替え制御部は、
各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、該系統に繋ぎ得るアンテナに順次繋ぎ替え、
前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、当該繋ぎ替えたアンテナのうち、前記レベル検出部が測定した前記入力レベルに基づいて前記信号対雑音比が最高になると推定したアンテナ、又は、前記レベル検出部が測定した前記入力レベルが最高となるアンテナに入替える、ダイバーシチ受信装置。
【請求項２】
前記アンテナ入替え制御部は、前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、該系統に繋ぎ得るアンテナに順次繋ぎ替えることを特徴とする、請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項３】
前記ダイバーシチ受信装置は、前記アンテナを入替える際の判断に用いる補正値テーブルを保持する補正値更新保持部をさらに備え、
前記アンテナ入替え制御部は、
前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、該系統に繋ぎ得るアンテナに順次繋ぎ替え、
当該繋ぎ替えたアンテナのうち、前記レベル検出部が測定した前記入力レベルから、前記補正値更新保持部が保持する前記補正値テーブルを参照して前記信号対雑音比が最高になるアンテナを推定し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記信号対雑音比が最高になると推定したアンテナに入替えることを特徴とする、請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項４】
前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前の前記復調部の信号対雑音比と、前記アンテナ入替え前後での前記復調部の入力レベル比と、前記アンテナ入替え後の前記復調部の信号対雑音比とに基づいて補正値を計算し、所定の更新方法で以って、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項５】
前記所定の短区間は、前記ダイバーシチ受信装置の移動速度に反比例し、前記ダイバーシチ受信装置の移動距離に対応することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項６】
前記所定の短区間は、一定の時間間隔であることを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項７】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の所定回数の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項８】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の計算結果を元に現在に近い結果に重みを付けて平均し、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項９】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する直前の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１０】
前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１１】
前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルの記憶容量を削減することを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１２】
前記補正値更新保持部は、前記補正値テーブルの補正値の初期値として１を用いることを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１３】
前記補正値更新保持部は、最後の更新から所定の時間経過した補正値を初期値に戻すことを特徴とする、請求項４に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１４】
前記ダイバーシチ合成部は、主ダイバーシチ合成部と副ダイバーシチ合成部とを有し、
前記主ダイバーシチ合成部か前記副ダイバーシチ合成部のどちらに系統を加えるかを選択する主副系統選択部と、
各系統の前記チューナ部の受信チャネルを制御するチャネル制御部とをさらに備え、
前記アンテナ入替え制御部は、前記副ダイバーシチ合成部に系統を加える時は、各系統の復調部の信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統に対して、前記主副系統選択部を操作して、前記副ダイバーシチ合成部に加えるとともに、前記チャネル制御部によって所定の受信チャネルに変更することを特徴とする、請求項３に記載のダイバーシチ受信装置。
【請求項１５】
デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから所定の系統数のアンテナを選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、
前記アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数のアンテナの受信信号を各々入力する前記所定の系統数のチューナ部および復調部と、
前記所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、
前記アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備え、
各前記復調部は、復調過程にて前記受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、前記受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、
各前記チューナ部は、前記受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、
前記アンテナ入替え制御部は、
各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、該系統に繋ぎ得るアンテナに順次繋ぎ替え、
当該繋ぎ替えた系統のアンテナの各々について、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナから切り替えた場合の切り替え前後の前記入力レベルの差分を取得し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記入力レベルの差分に基づいて前記信号対雑音比、又は、前記入力レベルが最高となる判定したアンテナに入替える、ダイバーシチ受信装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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